【正文】 目 錄實驗一 電機啟動、建壓和停機實驗 1實驗二 自動準同期條件測試實驗 4實驗三 線性整步電壓測試實驗 11實驗四 導(dǎo)前時間整定及測量實驗 14實驗五 壓差閉鎖和整定實驗 17實驗六 頻差方向及頻差閉鎖與整定實驗 21實驗七 相差閉鎖與整定實驗 26實驗八 調(diào)頻脈寬整定實驗 31實驗九 手動準同期并列實驗 34實驗十 半自動準同期并列實驗 37實驗十一 全自動準同期并列實驗 40實驗十二 同步發(fā)電機勵磁控制實驗 44（一） 同步發(fā)電機勵磁起勵控制實驗 47（二） 控制方式相互切換實驗 51（三） 可控勵磁系統(tǒng)主電路負荷調(diào)節(jié)實驗 54（四） 伏赫限制實驗 56（五） 調(diào)差實驗 58實驗十三 同步發(fā)電機的解列、滅磁與停機實驗 61實驗十四 一機—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式實驗 64實驗十五 電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗 68（一） 無調(diào)節(jié)勵磁時功率特性和功率極限的測定 69（二） 手動調(diào)節(jié)勵磁時功率特性和功率極限的測定 74（三） 自動調(diào)節(jié)勵磁時功率特性和功率極限的測定 76實驗十六 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗 79（一） 短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響 80（二） 研究提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 83實驗十七 單機帶負荷實驗 87實驗十八 微機線路保護實驗 9297 / 98實驗一 電機啟動、建壓和停機實驗一、實驗?zāi)康恼莆諏嶒炘O(shè)備的正確使用方法。二、預(yù)習(xí)與思考本實驗系統(tǒng)由幾部分組成？各部分的功能是什么？在實驗中需要注意什么？三、原理說明實驗臺由三相交流電源、雙回路、準同期控制器、微機線路保護、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、原動機調(diào)速系統(tǒng)和發(fā)電機組幾部分組成。四、實驗設(shè)備序號型號使用儀器名稱數(shù)量備注1EAL01電源輸出12EAL02雙回路輸出電路13EAL06準同期控制器14EAL07線路保護裝置15EAL16發(fā)電機勵磁系統(tǒng)16EAL17原動機調(diào)速系統(tǒng)1五、實驗內(nèi)容與步驟電機啟動和建壓實驗1）、打開電腦；2）、合上實驗臺左側(cè)的斷路器；3）、 ；檢查實驗臺（界面）各開關(guān)狀態(tài)， EAL01上的斷開指示燈亮（綠燈），合閘指示燈熄滅。進入實驗屆面EAL02雙回路中，將實驗臺上的各開關(guān)狀態(tài)打在OFF（綠色）狀態(tài)。；（備注：在運行實驗界面時先運行一分鐘點后擊停止按鈕 ，再點擊運行按停止鈕 ）。4)、在EAL17中將勵磁開關(guān)打開；5）、在微機控制器中的原動機調(diào)速器中，“開機方式”自動選擇為“微機自動”方式（調(diào)速器中），微機自動指示燈亮；6）將EAL01的合閘按鈕按下,把電壓調(diào)至220V。7）、進入“雙回路輸出電路” 界面，點擊合上EAL02上的系統(tǒng)電壓開關(guān)“QFS”； 合上EAL02上的線路開關(guān)QFQFQF4。8）、進入“原動機調(diào)速系統(tǒng)”界面，合上“KM1”。 9）、進入“發(fā)電機勵磁系統(tǒng)”勵磁方式選擇微機他勵“KM5”（合上“KM5”）,然后合上“KM3”，進入“微機控制器”，控制方式選擇“恒”運行方式（勵磁調(diào)節(jié)器中按下“恒”按鈕），“恒”指示燈亮。 然后點擊最左下方的“停機”10）、在勵磁調(diào)節(jié)器中將發(fā)電機電壓幅值調(diào)到220V；停機實驗1）、行滅磁操作。在本裝置中采用的是自動勵磁開關(guān)滅磁，點擊右下方的“滅磁”按鈕，自動滅磁。然后進入“發(fā)電機勵磁系統(tǒng)”界面，直接斷開繼電器“KM3”，此時“KM3”的ON燈滅，OFF燈亮, 再斷開“KM5”，此時“KM5”的ON燈滅，OFF燈亮，表示發(fā)電機的勵磁開關(guān)已斷開。2）、同步發(fā)電機組的停機操。進入“微機控制器”界面，按下調(diào)速器中的“停機/開機”按鈕，“停機”指示燈亮，控制參數(shù)遞減至零，發(fā)電機減速，逐漸停止轉(zhuǎn)動。然后進入“原動機調(diào)速系統(tǒng)”界面，斷開“KM1”，ON燈滅，OFF燈亮。進入“雙回路輸出電路”界面，斷開上EAL02上的系統(tǒng)電壓開關(guān)“QFS”； 斷開EAL02上的線路開關(guān)QFQFQF4。3）、斷開EAL01電源，即按下EAL01上的“斷開”按鈕，此時，表示已經(jīng)關(guān)機，等待下一次開機。六、注意事項當(dāng)在作實驗的過程中電機的聲音出現(xiàn)強烈非常態(tài)噪音時，請立即斷開空開。當(dāng)EAL0EAL16或EAL17過流指示燈亮?xí)r，不能進行其他操作，要進行相應(yīng)的復(fù)位后，重新啟動。七、實驗報告簡述實驗臺各部分的功能概述動啟動和建壓過程實驗二 自動準同期條件測試實驗一、實驗?zāi)康恼莆諏嶒炘O(shè)備和儀器的使用方法，深入理解準同期條件；掌握準同期條件的測試方法。二、預(yù)習(xí)與思考為什么準同期裝置都是利用滑差（脈動）電壓這一特性進行工作的？準同期的條件有哪些？ 什么叫導(dǎo)前時間？什么叫恒定導(dǎo)前時間準同期并列？三、原理說明將同步發(fā)電機并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準同期并列方式。準同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并發(fā)電機組的電壓和轉(zhuǎn)速，當(dāng)滿足電壓幅值差和頻率條件后，根據(jù)“恒定導(dǎo)前時間”原理，由運行操作人員手動或由準同期控制器自動選擇合適的時機發(fā)出合閘命令，這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小，并且機組投入電力系統(tǒng)后能被迅速拉入同步?；铍妷杭捌渥兓壽E目前幾乎所有的準同期裝置都是利用滑差電壓（正弦整步電壓或脈動電壓）這一特性進行工作的。所謂滑差電壓是指待并發(fā)電機的電壓和系統(tǒng)電壓之間的電壓差，通常用來表示。發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的瞬時值，可用下式表示： （11） （12） 、為發(fā)電機和系統(tǒng)電壓的幅值，、為發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的初相。設(shè) ，從式（11）和（12）可得滑差電壓為： （13） 若初始相角，則式（13）可簡化為： （14）滑差電壓隨著時間變化的軌跡于圖11，它能反映兩個待并系統(tǒng)的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓幅值差。圖11由圖11可以看出，中含有兩種頻率不同的分量，我們感興趣的是的低頻包絡(luò)線。用表示滑差電壓包跡的瞬時值，就得到 （15）令 式中 ――滑差角速度。則 （16）關(guān)于滑差電壓的概念還可以用相量來描述。圖12是滑差電壓相量圖。圖12 滑差電壓向量圖（a）； （b）； (c) ； (d) 圖中用和表示發(fā)電機和系統(tǒng)電壓的相量，當(dāng)不等于零時，和之間的相角差，將隨時間不斷改變。假定以為參考相量保持不動，則將以角速度作逆時針旋轉(zhuǎn)。因而滑差電壓的瞬時值也在不斷變化。同期和導(dǎo)前時間準同期的三個條件之一，就是要求用于并網(wǎng)的斷路器在合閘瞬間發(fā)電機電壓的相位與系統(tǒng)電壓的相位相同。實際上對于兩個頻率不同的電壓是無法比較它們之間的絕對相位差的。為此，所謂發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓同步（即通常所說的相位相同）是指發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的瞬時值與同時過零或同時達到最大值的瞬間。在此瞬間。 由式（16）可知，滿足時也必須同時滿足這一條件（K=0，1……N）。為此，如圖11所示，相鄰兩同步點a、b之間的時間間隔 。通常稱為頻差周期或滑差周期，顯然頻差。為了使斷路器的觸頭在時閉合，必須要求準同期裝置能提前發(fā)出合閘脈沖。所需提前的時間，取決于并列裝置合閘出口繼電器動作時間和斷路器的合閘時間之和，從準同期裝置發(fā)出合閘脈沖到發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓同步之間的時間間隔稱為導(dǎo)前時間。由于發(fā)電機不可能在不同的頻差下并入系統(tǒng)，這就要求導(dǎo)前時間不應(yīng)隨滑差角速度的變化而變化。具有這種特性的準同期裝置就稱為恒定導(dǎo)前時間型的準同期裝置。恒定導(dǎo)前時間準同期并列和合閘相角的誤差目前，準同期并列裝置合閘采用的提前量由恒定導(dǎo)前相角和恒定導(dǎo)前時間兩種，在與兩相量重合之前的恒定角度發(fā)出合閘信號的，稱為恒定導(dǎo)前相角并列裝置；在與兩相量重合之前的恒定時間發(fā)出合閘信號的，稱為恒定導(dǎo)前時間并列裝置。一般并列合閘回路都具有固定動作時間，因此恒定導(dǎo)前時間并列裝置得到廣泛采用。本實驗裝置也是恒定越前時間并列裝置。恒定導(dǎo)前時間并列采用的提前量為恒定的時間信號，即兩電壓相量與（）重合之前發(fā)出合閘信號，一般取等于并列裝置合閘出口繼電器動作時間和斷路器的合閘時間之和。在之前的恒定時間對應(yīng)的導(dǎo)前相角的值是隨而變化的，其變化規(guī)律如圖13所示。、圖13 恒定導(dǎo)前時間原理從準同期的要求來說，希望在合閘時相角的誤差越小越好，但實際上由于種種原因不可能沒有誤差。這一誤差的產(chǎn)生主要是由以下幾個方面造成的：1）、裝置的導(dǎo)前信號時間；2）、出口繼電器的動作時間；3）、斷路器的和閘時間。四、實驗設(shè)備序號型號使用儀器名稱數(shù)量備注1EAL01電源輸出12EAL02雙回路輸出電路13EAL06準同期控制器14EAL07線路保護裝置15EAL16發(fā)電機勵磁系統(tǒng)16EAL17原動機調(diào)速系統(tǒng)1五、實驗內(nèi)容與步驟根據(jù)發(fā)電機信號和系統(tǒng)信號測試準同期條件，當(dāng)電壓幅值和頻率有變化時，觀測對滑差電壓Us波形的影響。在我們的實驗中，系統(tǒng)電壓固定采用220V，50HZ的電壓！實驗準備1）、打開電腦；2）、合上實驗臺左側(cè)的斷路器；3）、 ；檢查實驗臺（界面）各開關(guān)狀態(tài)， EAL01上的斷開指示燈亮（綠燈），合閘指示燈熄滅。進入實驗屆面EAL02雙回路中，將實驗臺上的各開關(guān)狀態(tài)打在OFF（綠色）狀態(tài)。； （備注：在運行實驗界面時先運行一分鐘點后擊停止按鈕 ，再點擊運行按停止鈕 。）4）、點擊實驗界面的微機控制器；在準同期控制器中點擊“允許參數(shù)設(shè)置”按鈕使“參數(shù)設(shè)置”指示燈亮，這時可以進行參數(shù)設(shè)置；通過“+”、“”鍵選擇允許壓差，通過“參數(shù)設(shè)置”修改參數(shù)，將允許壓差設(shè)定為10V（參數(shù)設(shè)定范圍為1%～5%額定電壓）；（參數(shù)設(shè)定范圍為0～），設(shè)置完畢后再次點擊“允許參數(shù)設(shè)置”按鈕，這時，參數(shù)設(shè)置指示燈熄滅，不允許參數(shù)設(shè)置；關(guān)閉控制器；5)、在EAL17中將勵磁開關(guān)打開；6）、在微機控制器中的原動機調(diào)速器中，“開機方式”自動選擇為“微機自動”方式（調(diào)速器中），微機自動指示燈亮；7）、將EAL01的合閘按鈕按下，將電壓調(diào)至220V。8）、進入“雙回路輸出電路”界面，點擊合上EAL02上的系統(tǒng)電壓開關(guān)“QFS”； 合上EAL02上的線路開關(guān)QFQFQF4。9）、進入“原動機調(diào)速系統(tǒng)”界面，合上“KM1”。 10）、進入“發(fā)電機勵磁系統(tǒng)”勵磁方式選擇微機他勵“KM5”（合上“KM5”）,然后合上“KM3”，進入“微機控制器”，控制方式選擇“恒”運行方式（勵磁調(diào)節(jié)器中按下“恒”按鈕），“恒”指示燈亮。 然后點擊最左下方的“停機”11）、在勵磁調(diào)節(jié)器中將發(fā)電機電壓幅值調(diào)到220V；操作步驟1）、在微機控制器中，找到準同期控制器2）、在原動機控制器中，點擊數(shù)字示波器。在虛擬示波器中，在點擊儀器選擇中選擇“準同期”在通道一中選擇“滑差電壓”按鈕，顯示滑差電壓波形；3）、改變速度①、點擊實驗界微機控制器中原動機調(diào)速器；②、調(diào)速器上，通過“加速”或“減速”按鈕（此時“加速”“減速”指示燈將相應(yīng)的閃爍）改變發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機轉(zhuǎn)速顯示屏來顯示，頻率通過準同期控制器的顯示屏來顯示，記錄發(fā)電機的頻率和轉(zhuǎn)速；③、觀察并記錄準同期控制器中旋轉(zhuǎn)燈光整步表上燈光旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度與頻差方向及頻差大小的對應(yīng)關(guān)系；④、觀察并記錄準同期控制器中滑差電壓（正弦整步電壓）波形，觀察并記錄整步表旋轉(zhuǎn)速度與滑差電壓的周期關(guān)系；⑤、關(guān)閉示波器，然后通過調(diào)速器上“退出”按鈕關(guān)閉調(diào)速器。4）、改變電壓幅值①、通過“增磁”或“減磁”按鈕（此時“增磁”“減磁”指示燈將相應(yīng)的閃爍）改變發(fā)電機的電壓，發(fā)電機電壓通過顯示屏來顯示，記錄勵磁調(diào)節(jié)器顯示的發(fā)電機的電壓；②、觀察并記錄準同期控制器中顯示的不同的電壓差方向、不同的電壓差大?、?、觀察并記錄準同期控制器中滑差電壓波形；觀察并記錄電壓幅值差大小與滑差電壓最小幅值間的關(guān)系；觀察并記錄滑差電壓幅值達到最小值時刻所對應(yīng)的整步表燈光位置；④、關(guān)閉示波器、準同期控制器；6）、進行滅磁操作和停機操作（具體操作方法參考實驗十三）；7）、關(guān)閉軟件，然后關(guān)閉實驗臺電源。六、注意事項當(dāng)在作實驗的過程中電機的聲音出現(xiàn)強烈非常態(tài)噪音時，請立即斷開空開。當(dāng)EAL0EAL16或EAL17過流指示燈亮?xí)r，不能進行其他操作，要進行相應(yīng)的復(fù)位后，重新啟動。七、實驗報告理論分析與測試觀察結(jié)果是否一致，為什么？在合閘時相角誤差產(chǎn)生的主要原因有哪些？根據(jù)記錄的滑差電壓波形，分析滑差電壓受哪些因素的影響？實驗三 線性整步電壓測試實驗一、實驗?zāi)康氖煜ぞ€性整步電壓形成的原理和基本特征二、預(yù)習(xí)與思考線性整步電壓由什么信號轉(zhuǎn)換而成的？三、實驗原理線性整步電壓基本功能使將兩個頻率不同的電壓信號，變換成一個僅與它們之間的相角差（）有關(guān)的直流電壓。該直流電壓具有與滑差電壓類似的特性，但它與滑差電壓不同，因為它不是簡單的將信號電壓彼此相減，而是經(jīng)過波形變換后進行疊加。他的最大優(yōu)點是輸出波形的復(fù)制不受信號